ФИЗИОЛОГИЯ МЫШЦ Лектор: доц. Л. В. Кучерова
ФИЗИОЛОГИЯ СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦ
ФУНКЦИИ СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦ 1. Двигательная (произвольная) 2. Обменная – в мышцах происходят биохимические процессы, поддерживающие гомеостаз в крови (уровень глюкозы, аминокислот, жирных кислот) 3. Депонирующая – запас гликогена 4. Теплообразовательная – в работающих мышцах
СВОЙСТВА СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦ Физические: • Эластичность – способность изменять длину под действием деформирующей силы • Упругость – способность восстанавливать исходную длину после деформации Физиологические: • Возбудимость • Проводимость • Сократимость • Лабильность
Мышца состоит из клеток – мышечных волокон. Мышечные волокна скелетных мышц иннервируются мотонейронами. Двигательная единица (ДЕ) – мотонейрон с иннервируемыми им мышечными волокнами. В состав одной ДЕ может входить от 5 -10 мышечных волокон до нескольких сотен и тысяч: • 7 - прямая мышца глаза; • 560 - передняя большеберцовая мышца; • 2037 – икроножная мышца.
Электромиограмма: отражает возбуждение множества двигательных единиц
Нервно-мышечный синапс скелетных мышц (концевая пластинка) Синапс между окончанием аксона мотонейрона спинного мозга и мышечным волокном скелетной мышцы называется концевой пластинкой, имеет большую величину.
Особенности концевой пластинки: q Синаптические зоны расположены линейно вдоль двигательной терминали q Места освобождения медиатора и локализации мембранных рецепторов напротив друга q Медиатор нервномышечного синапса – ацетилхолин q Рецепторы к медиатору: Н-холинорецепторы
ПОТЕНЦИАЛ КОНЦЕВОЙ ПЛАСТИНКИ В нервно-мышечном синапсе на постсинаптической мембране возникает потенциал концевой пластинки (ПКП): Ø ПКП имеет большую величину – экзоцитоз большого количества медиатора (содержимого 100 -300 везикул) Ø если амплитуда ПКП достигает критического уровня, то возникает ПД Ø большая величина ПКП обеспечивает надежность нервномышечной передачи возбуждения
Миниатюрные потенциалы концевой пластинки Квант – содержимое 1 -й везикулы При выделении отдельных квантов в покое: возникают слабые потенциалы миниатюрные Миниатюрные потенциалы концевой пластинки: • возникают спонтанно • амплитуда их зависит от состояния холинорецепторов и концентрации ацетилхолина в везикуле При возбуждении мотонейрона возникает ПКП - суммарный ответ на синхронное освобождение многих квантов (>100 ) Миниатюрные потенциалы концевой пластинки (МПКП)
ВИДЫ МЫШЕЧНЫХ СОКРАЩЕНИЙ Одиночное сокращение - возникает при однократном Раздражении мышцы Фазы: А. Латентный период (длится около 10 мс) Б. Фаза укорочения (сокращения) (около 50 мс) В. Фаза расслабления (около 50 мс)
Тетаническое сокращение (тетанус) – суммация сокращений при действии ритмических раздражителей Виды тетануса: 1. Зубчатый тетанус: каждый последующий раздражитель попадает в фазу расслабления мышцы 2. Гладкий тетанус: каждый последующий раздражитель попадает в фазу сокращения мышцы Одиночное сокращение Зубчатые тетанусы Гладкий тетанус
Реполяризация Следовая деполяризация Вторичная экзальтация Рефрактерность
Режимы мышечного сокращения 1. Изометрический – длина мышцы постоянна, но развивается внутреннее напряжение за счет силы растяжения упругих элементов 1. Изотонический – укорочение мышцы при постоянном напряжении или нагрузке 1. Ауксотонический (смешанный) – длина мышцы уменьшается наряду с возрастанием развиваемой ею силы
Типы мышечных волокон Быстрые (белые) Промежуточные Медленные (красные)
СТРОЕНИЕ СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦ Мышца состоит из мышечных волокон Мышечные волокна состоят из миофибрилл
СТРОЕНИЕ МЫШЕЧНОГО ВОЛОКНА: § миофибриллы, состоящие из саркомеров § саркоплазматический ретикулум (СР) - депо Са++ § митохондрии § плазматическая мембрана мышечного волокна имеет впячивания (продольные Т-трубочки), которые вместе с цистернами СР образуют Тсистемы (триады)
Миофибриллы содержат саркомеры – структурнофункциональные единицы мышцы
СТРОЕНИЕ САРКОМЕРА МЫШЕЧНОГО ВОЛОКНА
СХЕМА СОКРАТИТЕЛЬНОЙ ЕДИНИЦЫ МЫШЕЧНОГО ВОЛОКНА § Саркомер состоит из сократительных белков и Z-мембран § Z-мембраны располагаются в области Т-трубочек § К Z-мембранам крепятся нити белка актина § Между нитями актина располагаются толстые нити белка миозина § Сокращение мышцы происходит путем взаимного скольжения нитей актина и миозина
Строение актина и миозина Нити миозина имеют выступы – поперечные мостики. На их концах утолщения - «головки миозина» . На нитях актина расположены активные центры, связывающиеся с головками миозина. В покое активные центры актина закрыты белком тропомиозином. Тропомиозин фиксирован на актине с помощью белка тропонина – тропонинтропомиозиновый комплекс (ТТК).
Механизм скольжения нитей актина и миозина. Электромеханическое сопряжение Ион Са++ – посредник между возбуждением и сокращением 1. Возбуждение мышечного волокна 2. Деполяризация Т-трубочки 3. Открытие Са-каналов саркоплазматического ретикулума – выход Са++ 4. Действие Са++ на ТТК – освобождение активных участков актина 5. Связывание головок миозина с актином
Механизм скольжения нитей: укорочение саркомера 6. Скольжение актиновой нити на один шаг по направлению к центру саркомера, в результате саркомер укорачивается
Электромеханическое сопряжение
Расслабление мышцы происходит в результате снижения уровня Са++ в цитоплазме Са++ закачивается обратно в СР с помощью Са-насоса
ФИЗИОЛОГИЯ ГЛАДКИХ МЫШЦ
Гладкие мышцы располагаются во внутренних органах, сосудах и коже
Особенности возбуждения гладких мышц 1. Способность к автоматии (интрамуральные ганглии) 2. Низкий мембранный потенциал покоя 3. Наличие потенциалзависимых медленных Са-каналов на плазматической мембране 4. Потенциал действия может иметь плато 5. В гладкомышечной ткани есть некоторое количество нексусов 6. Тонус и движение регулируются ВНС и гуморально
Сократительные особенности непроизвольных гладких мышц 1. Миофибриллы с саркомерами располагаются нерегулярно 2. Другой механизм сокращения - при возбуждении участвует внешний Са++, действует на белок кальмодулин, вызывая сокращение поперечных мостиков 3. Сокращение развивается позже, медленнее, чем в скелетных мышцах, и имеет меньшую амплитуду 4. Обладают пластичностью – способностью длительно сохранять форму после растяжения
Сравнительная характеристика скелетных и гладких мышц Характеристика Скелетная мышца Гладкая мышца Диаметр мышечных волокон, мкм (мм) < 100 <5 Длина мышечных волокон, мкм 200 000 < 200 Т-трубочки Есть Нет Расположение миофибрилл Упорядочено Не упорядочено Саркоплазматический ретикулум Выражен Не развит, участвует внешний Са+ Тропонин Есть Нет Нексусы Нет Есть МПП -80 -90 -60 -70 Латентный период сокращения, мс 10 200 Длительность сокращения, мс 10 -100 3000 Амплитуда сокращения Высокая Низкая
БЛАГОДАРЮ ЗА ВНИМАНИЕ
ЗАВИСИМОСТЬ СИЛЫ СОКРАЩЕНИЯ ОТ ИСХОДНОЙ ДЛИНЫ МЫШЦЫ
Механизм скольжения: разобщение нитей Отсоединение головки миозина от актина: связывание свободной АТФ с головкой миозина + Mg Поперечный мостик распрямляется, головка миозина присоединяется к следующему активному центру актина
ТИПЫ СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦ Параллельноволокнистый Веретенообразный Перистые
